Det du behöver veta om CRISPR

Ska vi återskapa den ulliga mammuten? Eller modifiera ett mänskligt foster? Eller radera ut en hel art som vi anser vara skadlig? Genmodifieringstekniken CRISPR har gjort dessa extraordinära frågor aktuella - men hur fungerar det? Forskaren Ellen Jorgensen har gjort det till sin uppgift att förklara myterna och sanningarna om CRISPR, på ett enkelt sätt, för de ibland oss som inte är forskare.

Har alla hört talas om CRISR?

Jag hade blivit chockad
om ni inte gjort det.

Detta är en teknik -
den är till för att redigera gener -

och den är så mångsidig
och så kontroversiell

att den ger upphov till alla sorters
verkligt intressanta samtal.

Ska vi återskapa den ulliga mammuten?

Ska vi redigera mänskliga embryon?

Och min personliga favorit:

Hur kan vi rättfärdiga
att radera ut en hel art

som vi anser vara skadlig
för människan

från hela jorden,

med hjälp av den här tekniken?

Den här sortens vetenskap
utvecklas mycket snabbare

än de reglerande mekanismerna

som styr den.

Så, under de senaste sex åren,

har jag gjort det
till min personliga uppgift

att säkerställa att så många människor
som möjligt förstår

den här sortens tekniker
och vad de innebär.

CRISPR har blivit en stor mediehype,

och de ord som oftast används
är "lätt" och "billigt."

Så det jag vill göra är
att gå lite mer på djupet

och titta på några av myterna
och sanningarna kring CRISPR.

Om du använder CRISPR på ett genom,

så måste du först skada DNA:t.

Skadan i form av ett
dubblelsträngsbrott

genom dubbelhelixen.

Och sen sätter cellens
reparationssystem in,

och sen övertygar vi dessa
reparationsmekanismer

att göra de ändringar som vi vill ha,

och inte en naturlig reparation.

Det är så det fungerar.

Det är ett tvådelat system.

Du har ett Cas9-protein och något
som kallas ett guideRNA.

Jag tänker på det som en guidad missil.

Så, Cas9 - jag älskar
att dra mänskliga paralleller

så CAs9 är en sorts Pac-Man-grej

som vill tugga i sig DNA,

och guideRNA är det koppel
som håller det borta från genomet

tills det hittar exakt rätt plats
där det passar in.

Och kombinationen av dessa två
kallas CRISPR.

Det är ett system som vi tagit

från ett uråldrigt
bakteriellt immunsystem.

Det fantastiska med det är att guideRNA:t

med endast 20 baser,

är det som hittar rätt i systemet.

Detta är verkligen enkelt att konstruera,

och det är billigt att köpa.

Så detta är den delen
som man varierar i systemet;

allting annat är likadant.

Detta gör det till ett anmärkningsvärt
enkelt och kraftfullt system.

GuideRNA:t och Cas9-proteinet,
sammankopplade,

studsar fram längs genomet,

och när de hittar en plats
som matchar guideRNA:t,

så fogas det in mellan de två strängarna
på dubbelspiralen, det sliter isär dem,

det triggar Cas9-proteinet att klippa,

och helt plötsligt,

har man en cell i total panik

eftersom det har en bit DNA
som är trasigt.

Vad gör den?

Den sammankallar första hjälpen.

Det finns två huvudsakliga
reparationssätt.

Det första tar bara DNA:t
och föser ihop de två bitarna igen.

Det är inte ett särskilt effektivt system,

för ibland faller en bas bort

eller en bas läggs till.

Det är ett ok sätt
att kanske slå ut en gen,

men det är inte så
som vi vill göra genredigeringar.

Det andra reparationssättet
är betydligt mer intressant.

Med detta reparationssätt

tar man en homolog bit av DNA:t

och tänk på att i diploida organismer,
som människor,

har vi en genuppsättning från vår mamma
och en från vår pappa,

så ifall en skadas,

används den andra
för att reparera den.

Så det är detta som används.

Reparationen görs,

och nu är genomet säkrat igen.

Vi kan kapa detta genom att,

tillsätta en bit falskt DNA,

en bit som är homolog i de båda ändarna

med annorlunda på mitten.

Så nu kan du placera vad du vill i mitten

och cellen blir lurad.

Så du kan ändra en kvävebas,

du kan ta bort kvävebaser,

men det viktigaste är
att du kan stoppa in nytt DNA i den,

ungefär som en Trojansk häst.

CRISPR kommer att bli fantastiskt,

med tanke på antalet av olika
vetenskapliga framsteg

som den kommer att katalysera.

Det som är så speciellt
är det modulära målsökande systemet.

Jag menar, vi har skyfflat in DNA
i organismer i flera år, eller hur?

Men på grund av det modulära
målsökande systemet,

kan vi faktiskt sätta in det
exakt där vi vill.

Nu är det så att det talas en massa
om att det är billigt

och att det är enkelt.

Jag driver ett offentligt laboratorium.

Jag har börjat få email från människor
som säger saker som,

"Hallå, kan jag komma
till ert öppet hus-kväll

och liksom, kanske använda CRISPR
och ändra lite i mitt genom?

(Skratt)

Liksom på allvar.

Jag säger "Nej det kan du inte."

(Skratt)

"Men jag har hört
att det är billigt och enkelt."

Vi ska undersöka detta litegrann.

Så, hur billigt är det?

Visst, det är billigt i jämförelse.

det kommer att pressa
den genomsnittliga materialkostnaden

från tusentals dollar
till hundratals dollar,

och det kortar tiden ordentligt.

Den kan korta den från veckor till dagar.

Det är fantastiskt.

Man behöver fortfarande
ett professionellt labb;

man kan inte utföra
någonting meningsfullt

utanför ett professionellt labb.

Jag menar, lyssna inte på någon som säger

att du kan göra massor
av olika saker vid ditt köksbord.

Det är faktiskt inte lätt
att utföra den här sortens arbete.

För att inte tala om
det patentkrig som pågår,

så även om man uppfinner något

är Broad Institute och UC Berkley
i en stor patentkonflikt.

Det är helt fascinerande att iaktta,

eftersom de anklagar varandra
för bedrägliga påståenden

och sen har de folk som säger,

"Jo, men jag signerade
min anteckningsbok här eller där."

Detta kommer inte att avgöras på flera år.

Och när det gjort det,

kan ni vara säkra på att tvingas
betala en riktigt rejäl licensavgift

för att få använda detta.

Så, är det verkligen billigt?

Det är billigt vid grundläggande forskning
och ifall du har ett labb.

Men är enkelt?
Vi tittar på det påståendet.

Det är som vanligt
viktigt att vara noggrann.

Vi vet helt enkelt inte
så mycket om celler.

De är fortfarande okänd mark.

Till exempel, vet vi inte varför vissa
guideRNA fungerar riktigt bra

och andra guideRNA inte gör det.

Vi vet inte varför vissa celler
väljer det ena reparationssättet

och några celler föredrar det andra.

Och dessutom

finns hela problematiken
med att få in systemet i cellen

till och börja med.

I en petriskål är det inte så svårt,

men om du försöker göra det
med en hel organism,

så blir det ganska knepigt.

Det är ok om man använder något
som blod eller benmärg -

det forskas en massa kring det nu.

Det finns en fantastisk historia
om en flicka som de räddade från leukemi

genom att ta ut blod, modifiera,
och sätta tillbaks det

med en föregångare till CRISPR.

Det är forskningen som många
kommer att ägna sig åt.

Men där vi är idag,
om man vill nå in till en hel kropp,

måste man troligtvis använda ett virus.

Så man tar viruset, sätter i CRISPR i det,

låter viruset infektera cellen,

Men nu har man det här viruset där,

och vi vet inte

vilken långtidspåverkan det har.

Dessutom har CRISPR
några perifera effekter,

ytterst små, men de finns där.

Vad kommer att hända på sikt med detta?

Detta är inga triviala frågor,

och det finns forskare
som försöker lösa dem,

och de kommer nog
lösas på sikt, får vi hoppas.

Men det är inte bara att tuta och köra,
inte på långa vägar.

Så, är det verkligen enkelt?

Om du ägnar några års arbete
med att undersöka just ditt system,

så är det det.

Men å andra sidan,

vi vet inte riktigt så mycket om
hur man får en speciell sak att hända

genom att ändra
speciella platser i genomet.

Vi är långt ifrån att lista ut

hur vi till exempel ger en gris vingar.

Eller ens ett extra ben -
jag skulle nöja mig med det.

Det hade varit häftigt, eller hur?

Men det som händer

är att CRISPR används
av tusentals forskare

för att utföra verkligt viktigt arbete

som att göra sjukdomsmodeller
i djur till exempel,

eller för att ta system
som producerar värdefulla kemikalier

och få in dessa i industriell produktion

i jäsningstankar,

eller ens att göra grundläggande forskning
kring vad gener gör.

Detta är de historier om CRISPR
som vi borde berätta om,

och jag gillar inte

att de spektakulära aspekterna av det hela
dränker allt det andra.

Många forskare gjorde en massa jobb
för att få fram CRISPR,

och det som intresserar mig

är att dessa forskare
får stöd av samhället.

Tänk på det.

Vi har en infrastruktur som möjliggör
att en viss procent av befolkningen

ägnar hela sin tid åt att forska.

Detta gör oss alla
till uppfinnare av CRISPR,

och det gör oss alla
till väktare för CRISPR.

Vi har alla ett ansvar.

Så jag vädjar till er

att verkligen lära er mer
om den här sortens tekniker,

eftersom det faktiskt är det enda sättet

som vi kommer att kunna
styra utvecklingen av dessa tekniker,

användandet av dessa tekniker

och försäkra oss om
att det till slut blir ett positivt utfall

för både planeten och oss.

Tack så mycket.

(Applåder)